螺杆制冷机组氟利昂泄漏原因及对策

新疆华泰重化工有限责任公司电解车间一次盐水工序膜法除硝装置共有3台螺杆压缩机组(型号：W-JNZLG20IIIF250)及5台列管式换热器(单台换热面积120 m2)。除硝装置采用膜分离系统对淡盐水进行处理，除去淡盐水中的硫酸根作为脱硝盐水，同时使大量的硫酸根进入富硝盐水中，再利用冷冻脱硝技术使富硝盐水中的芒硝从富硝盐水中分离，得到产量为1 361 kg/h的十水硫酸钠结晶产物，同时还可以回收贫硝盐水。螺杆压缩机组及其蒸发器的作用是：将富硝盐水降温至-5 ℃，为RO膜组件设备脱除芒硝提供温度合格的盐水。螺杆机组及其蒸发器的正常运行直接影响盐水质量。

1 故障现象

膜法除硝装置投入运行后，制冷剂不足，吸气压力低报警的情况频繁发生，氟利昂消耗量大，2台机组全年消耗量达10 t以上，不仅增加生产成本，而且污染环境。

制冷剂循环示意图如图1所示，从蒸发器出来的低压气态氟利昂制冷剂由回气管进入螺杆冰机的吸气腔，经过压缩机压缩后，以高压气态的形式进入油分离器，而后进入冷凝器冷却成高压液态氟利昂，进入蒸发器，与换热介质进行热交换。

  

图1 制冷剂循环示意图

 

Fig.1 Diagram of refrigerant circulation

2 原因分析及应对措施

2.1 附属管线及阀门密封面泄漏

制冷机组附属管线上存在多处法兰与法兰、法兰与阀门的接触面，接触面依靠密封垫圈进行一次密封。因长周期运行，密封垫松动或塑性变形，致使密封垫密封不严，氟利昂泄漏。

针对此种情况采取的措施是：用喷淋法定期对密封面查漏。可将洗衣粉、洗洁精等可产生泡沫的物质与水按一定比例混合，盛装在容器瓶内摇匀，喷涂在每个密封面处，观察是否有泡泡膨胀，判断泄漏点是否存在。还可以采用氟利昂检测仪器进行检查，若密封面泄漏氟利昂，则检测探头报警。如有泄漏点，及时采取紧固或更换密封垫等消漏措施。

二是整改多措并举，稽察效能充分发挥。稽察结束后及时下发整改意见300余份，要求被稽察单位限期整改，问题突出的要求省政府督导整改；组织流域机构对93个稽察发现存在突出问题项目进行复查和督办，并全面核查8个省（自治区）117个2011年1月—2012年12月稽察项目整改情况；对稽察发现存在突出问题的项目和地区，联合有关司局，通过全国通报、领导约谈、削减投资、资质资格降等降级、与诚信体系挂钩等措施，促进地方建设管理水平的提高。经过努力，稽察整改工作取得了较好的进展和成效，影响工程质量和安全的隐患得以解除，违规违纪资金基本得以纠正，基层项目管理进一步加强，稽察整改工作达到了预期的目标。

2.2 螺杆压缩机组自身组成部件泄漏

(1)压缩机轴封磨损，氟利昂泄漏。轴封装置因正常磨损或异常损坏导致密封不严，机组运转中，氟利昂及润滑油泄漏至大气中。

1）引入车辆实例，结合车辆知识，让控制“活”起来，加入MATLAB仿真技术，让课程“动”起来，这样做会提升学生的兴趣。

针对以上原因，采取了如下措施。

  

图2 油分离器结构示意图

 

Fig.2 Structural diagram of oil separator

制定实施方案，进行泄漏点补焊消漏处理。 因氟利昂经壳程循环，壳程空间狭小，氟利昂在壳程积聚。若用氩弧焊进行焊接作业，氟利昂容易发生爆炸，存在极大的安全隐患。针对该问题，经反复研究，最终实施方案如下：①利用不断循环的盐水的热量，使壳程内的液态氟利昂吸热汽化，被机组抽回；②再利用进入管程的35 ℃以上热水的热量使残留在壳程废油内的氟利昂进一步吸热汽化，被机组抽回；③向壳程内输入一定压力的氮气，将废油和残存氟利昂一并压出，排放到废油桶内；④保持氮气的输送，待取样分析合格后，通知焊接人员对管口焊缝打磨，然后进行氩弧焊接。

靠近油分离器出口的过滤芯采用高分子复合材料，油分离效果可达(5～10)×10-6。拆检多次发现，滤芯密封圈变形或断裂，微量含冷冻机油的氟利昂气体直接进入冷凝器，分油效果不够理想。处理措施：更换密封圈，或更换油分离器滤芯。

2.3 蒸发器内部列管泄漏

蒸发器内部列管与壳程焊缝多处裂开，出现泄漏点，导致氟利昂随盐水挥发而大量消耗。这是机组缺氟利昂，吸气压力低，频繁报警的主要原因。

2.3.1 措施一

螺杆式制冷压缩机工作时喷入的大量润滑油与制冷剂蒸气一起排出。为分离压缩机排气中携带的润滑油，使进入冷凝器的制冷剂纯净，避免润滑油进入冷凝器而降低冷凝器的效率，在压缩机与冷凝器之间设置了高效的卧式油分离器。油分离器还具备贮油器的功能。从压缩机排出的高压气体，通过排气管进入油分离器，降低流速，改变方向，向油分离器的另一端排出。在这个过程中，大量的润滑油因为惯性及重力的作用沉降到油分离器底部，剩余的含有微量冷冻机油的气体再通过油分离器滤芯被最后分离，通过油分离器底部的回油阀回到压缩机中。

但该方法治标不治本，补焊多次后，螺杆机组中氟泄漏问题仍未解决。

2.3.2 措施二

原直接冷却即用氟利昂蒸发提供冷量与富硝盐水直接进行热交换。

间接冷却如下：采用乙二醇或氯化钙的载冷剂与氟利昂蒸发提供冷量进行热交换，载冷剂再与富硝盐水进行热交换，冷量的传递过程为氟利昂→载冷剂→富硝盐水。

(2)螺杆机组自身组成部件泄漏的主要部位出现在油分离器内。本机组采用卧式油分离器(结构如图2所示)。

修改工艺流程，采用间接冷却替代直接冷却。

第一，要统一实行标准化、程序化和正规化的档案归档工作管理要求，并建立完善、科学和准确的管理标准，进一步明确各级领导分工责任制，把工程建设单位、施工单位和监理单位的职责划分清楚，做到责任明确、分工清晰。第二，推行规范化和流程化的管理要求，按照相应的职责清晰化和业务规范化的要求合理修订各类材料的归档流程，各类人员都要有明确的责任和分工，项目管理部门要对档案归档的验收结果进行检验把关。

焊缝多处开裂的主要原因是：蒸发器内部列管结晶或堵塞，造成进口盐水压力值上升，至0.1～0.15 MPa时，须对蒸发器列管进行反冲洗操作。反冲洗时所用回收盐水温度在32 ℃左右，机组正常运行时富硝盐水温度1～2 ℃，列管要承受30 ℃温差骤变的冲击。频繁的反冲洗，对列管焊缝造成巨大冲击，造成焊缝频繁开裂，氟利昂大量泄漏。

1.1 一般资料 随机选取在本院进行全肝CTPI的78例患者的影像学资料。其中，36例患者接受了东芝第2代320排螺旋CT机(Aquilion ViSION)全肝CT灌注扫描(第2代组)；42例患者接受了东芝第1代320排螺旋CT机(Aquilion ONE)灌注扫描(第1代组)。第1代组患者中，男性31例、女性11例，年龄24～85岁，中位年龄62(46.75,62.25)岁；第2代组患者中，男性28例、女性8例，年龄25～80岁，中位年龄55.5(45.25,66.75)岁。两组患者的性别比例、年龄差异无统计学意义。本研究经医院伦理委员会审核批准，患者知情同意并签署知情同意书。

间接冷却工艺流程如下。

课程标准作为课程教学实施的规范指导文件，与职业岗位技能标准进行对接是其发挥效用的前提，而对接的契合度会直接影响到课程标准的指导性及课程实施后的效果。一个完整的课程标准由课程定位、课程目标、设计思路、教学内容及要求、检查评价等内容构成，因此需要对职业岗位技能标准进行解构和整合，并转化成课程标准诸要素。

(1)氟利昂工艺流程：氟利昂储液器→蒸发器→压缩机组→氟利昂储液器。

(通过问题2，使学生认识到大多数方程都不能像一元一次、一元二次方程那样，用公式法求精确解，必须寻找新的方法，从而引发学生强烈的认知冲突.五次及以上方程没有根式解背后的数学史，更凸显了数学文化的教育价值.)

(2)载冷剂工艺流程：载冷剂储槽→循环泵→蒸发器→列管换热器→载冷剂储槽。

(3)富硝盐水工艺流程：兑卤槽→富硝盐水泵→列管换热器兑卤槽。

[14]TOSCHI, Praticarum conclusionum iuris, volume VI, Roma, 1604.

间接冷却工艺流程中由压缩机组对氟利昂降温，低温氟利昂与载冷剂换热降低载冷剂温度，载冷剂再与富硝盐水换热，得到低温富硝盐水。间接冷却工艺流程增加了载冷剂媒介，载冷剂与富硝盐水进行热交换，避免了氟利昂与富硝盐水进行反冲洗的步骤，且减少了氟利昂因反冲洗过程汽化后高的压力返回机组时对机组的冲击。

3 效果

膜法除硝直接冷却改间接冷却项目完成后，系统运行良好，冷冻温度恒定在7 ℃左右，原有蒸发器不再进行冲洗，解决了频繁冲洗导致系统温度波动带来的生产被动问题。采用乙二醇作为中间介质换热，减少了设备的腐蚀速率。改造前，每年须拆检12次，共发现漏点30处，设备泄漏导致每年加氟利昂约10 t。2015年4月改造后，到目前暂未发现漏点，延长了设备的使用寿命，同时降低了检修频次，每年节约检修费用共1.5万元，节约氟利昂费用约16万元，合计每年节约17.5万元。项目通过将新增换热器冲洗手阀更换为气动阀，实现了自动化控制，降低了操作强度，提高了生产效率。

参考文献

[1]付曙祥,金涛.螺杆制冷机油分跑油故障的分析及对策[J].制冷与空调，2008,8(1):103-104.